梯形螺紋三針測量技術(shù)應(yīng)用

康小蘭 王麗梅

(漢川機(jī)床集團(tuán)有限公司技術(shù)中心，陜西漢中 723003)

三針測量法是一種測量中徑比較精密的測量方法，常用于測量精度要求較高的三角形螺紋、梯形螺紋、蝸桿的中徑測量。測量時選用3個直徑相同的圓柱量針，分別放入螺紋上、下兩側(cè)相對應(yīng)的螺紋牙型溝槽中間(如圖1)，用接觸式量儀或測微量具測出3根量針外母線之間的跨距M，根據(jù)公式計算出中徑d2，以驗證所加工的螺紋中徑是否正確。

計算公式如下:

式中:M為千分尺測得的數(shù)值，mm;d2為螺紋中徑，mm;D為量針或量柱的直徑，mm;α/2為牙形半角，(°);P為工件螺距或蝸桿周節(jié)，mm。

從上述公式可知，三針法的測量精度，除與所選量儀的示值誤差和量針本身的誤差有關(guān)外，還與被檢螺紋的螺距誤差和牙型半角誤差有關(guān)。為了消除牙型半角誤差對測量結(jié)果的影響，應(yīng)選最佳量針，使它與螺紋牙型側(cè)面的接觸點，恰好在中徑線上。

在實際工作中，只有部分值可從螺紋標(biāo)準(zhǔn)中查得，經(jīng)常有查表找不到現(xiàn)成數(shù)值的。如普通螺紋只能查到60°牙形角對應(yīng)的部分M值，同樣梯形螺紋只能查到30°牙形角對應(yīng)的部分M值。如果實際工作中，在工藝手冊表中沒有查到指定的量針直徑，則M值的確定將會很麻煩。通常只有老工藝員才有一整套數(shù)據(jù)查表資料，而新工藝員既不熟悉三針測量法，也沒有完整的數(shù)據(jù)查找資料。如果手工計算M值時，需要在工藝手冊中查找d2值、D值，手工計算sin(α/2)和ctg(α/2)，才能套用公式M=d2+D(1+1/sin(α/2))－(t/2)(ctg(α/2))求出M值。這樣的手工計算方式，經(jīng)常使得工藝新手焦頭爛額，由于計算過程中多次四舍五入，導(dǎo)致手工計算結(jié)果與查表數(shù)據(jù)不一致，造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，不僅費時費力，而且浪費紙張。

巧妙利用EXCEL中靈活、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯、運算功能，以及內(nèi)部VB接口，編制出如圖2所示的功能實用，操作簡單、自動查表計算的梯形螺紋三針測量工具，大大地提高了這方面的工作效率。

在梯形螺紋三針測量值自動查表計算工具中，選擇梯形公制直徑后，不到2 s，系統(tǒng)會將梯形的理論量針值、實際量針值、螺紋中徑以及三針測量查表值、計算值、公式值自動地同時顯示出來，為操作者提供可靠的數(shù)據(jù)參考。

在該工具中，選擇梯形公制直徑后，右側(cè)會自動出現(xiàn)選定直徑對應(yīng)的系列號，如直徑10 mm對應(yīng)第一系列，直徑14 mm對應(yīng)第二系列，而直徑340 mm則對應(yīng)第三系列。為提醒操作者注意，一般優(yōu)先選用第一系列，其次是第二系列，第三系列盡可能不用。

由上述可知，該工具實用性很強(qiáng)。其實，強(qiáng)大的功能，來自基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入的完整、準(zhǔn)確，以及代碼自動提取數(shù)據(jù)的安全、可靠。無論是切削手冊，還是工藝人員手冊，及以現(xiàn)行企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等資料，都是紙面數(shù)據(jù)，只有將其輸入到EXCEL中，由VB代碼根據(jù)實際計算需要，自動將選定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提取出，并賦值給系統(tǒng)運算，最后系統(tǒng)自動將查找和運算結(jié)果顯示在應(yīng)用界面中。如圖3所示，在選擇梯形公制直徑10 mm后，下方螺距的列表框中出現(xiàn)該直徑對應(yīng)的螺距值。

實現(xiàn)該功能的方法是:首先，將梯形螺紋、直徑和螺距表輸入到指定的EXCEL中的Sheets表中(如圖4)，然后調(diào)用如下代碼即可實現(xiàn)該功能:

該過程為實現(xiàn)螺距的自動提取，提供關(guān)鍵技術(shù)支持。其中，STRABCXL為梯形螺紋直徑對應(yīng)的系列號，vloflwzj為梯形螺紋直徑，lboflwzj為梯形螺紋中徑，ADOFLJ為添加螺距時調(diào)用的子過程，SintiAL為螺距字符串。

用三針法測量螺紋中徑時，應(yīng)根據(jù)被測螺紋的螺距選用相應(yīng)公稱直徑的量針。測量時要注意:(1)三針測量用的量針直徑D不能太大，如果太大，則量針橫截面與螺紋牙側(cè)不相切，無法量得中徑的實際尺寸;(2)量針也不能太小，如果太小，則量針陷入牙槽中，其頂點低于螺紋牙頂而無法測量。在實際測量中，如果成套的三針中沒有所需的最佳量針直徑時，可選擇與最佳量針直徑相近的三針來測量。測量梯形螺紋時，選用的量針直徑要符合一定的要求:30°牙形角，在D=(0.656～0.486)P的范圍內(nèi)選用，最佳量針直徑為D=0.518P。

在該工具中，提供了30°牙形角填寫實際量針直徑時，下方自動顯示合適的選用范圍，最佳量針為理論量針直徑。如果取值超出了選用范圍，系統(tǒng)會出現(xiàn)紅色提示語。

實際量針直徑變更后，調(diào)用的代碼如下:

其中，lboflzzjOFmimax為提示標(biāo)簽，cmbsjlzzj為實際量針直徑列表框，cmblj為螺距值，cmbyxj為牙形角。上述代碼實現(xiàn)了實際量針直徑變更后的自動提示。

同樣三針測量自動查表值、自動計算公式值，也是通過編寫函數(shù)、過程后，在實際系統(tǒng)運算中調(diào)用來實現(xiàn)的。其代碼簡單，在此省略。

在該工具中，右側(cè)為擴(kuò)展功能。為簡化梯形螺紋手工翻閱上偏差，以及轉(zhuǎn)換公差計算下偏差的麻煩，而編制的自動查表與計算偏差的輔助功能。

總之，巧用EXCEL合理編程，應(yīng)用梯形螺紋三針測量值自動查表計算工具后，可縮短實際工作時間，為實現(xiàn)梯形螺紋加工的高效率，高精度提供基礎(chǔ)保障。

［1］趙如福.金屬機(jī)械加工工藝人員手冊［M］.上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社，1982.

［2］北京第一通用機(jī)械廠.機(jī)械工人切削手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.